DE102019205306A1 - Valve for metering a fluid - Google Patents

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Abstract

Ein Ventil (1) zum Zumessen eines Fluids, das insbesondere als Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen ausgebildet ist, umfasst ein Gehäuse (6), einen Aktuator (2) und eine Ventilnadel (15), die von einem Anker (4) des Aktuators (2) entlang einer Längsachse (8) entgegen einer Rückstellfeder (30) betätigbar ist, wobei der Anker (4) mit einer Außenseite (43) des Ankers (4) zumindest teilweise an einer Innenwand (42) des Gehäuses (6) geführt ist. Das Ventil ist so ausgebildet, dass zumindest eine Teilfläche (44) der Außenseite (43) des Ankers (4) zumindest näherungsweise in einer Kugelfläche (47) liegt, wobei zumindest bei einer axialen Ausrichtung des Ankers (4) an der Längsachse (8) eine Führung des Ankers (4) an der Teilfläche (44) erfolgt, die zumindest näherungsweise in der Kugelfläche (47) liegt.

Figure DE102019205306A1_0000
A valve (1) for metering a fluid, which is designed in particular as a fuel injection valve for internal combustion engines, comprises a housing (6), an actuator (2) and a valve needle (15) which is supported by an armature (4) of the actuator (2) can be actuated along a longitudinal axis (8) against a return spring (30), the armature (4) being at least partially guided with an outer side (43) of the armature (4) on an inner wall (42) of the housing (6). The valve is designed in such a way that at least a partial surface (44) of the outer side (43) of the armature (4) lies at least approximately in a spherical surface (47), at least with an axial alignment of the armature (4) on the longitudinal axis (8) the armature (4) is guided on the partial surface (44) which lies at least approximately in the spherical surface (47).
Figure DE102019205306A1_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere ein Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Injektoren für Brennstoffeinspritzanlagen von Kraftfahrzeugen, bei denen vorzugsweise eine direkte Einspritzung von Brennstoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine erfolgt.The invention relates to a valve for metering a fluid, in particular a fuel injection valve for internal combustion engines. In particular, the invention relates to the field of injectors for fuel injection systems of motor vehicles, in which fuel is preferably injected directly into the combustion chambers of an internal combustion engine.

Aus der DE 10 2016 225 776 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen bekannt. Das bekannte Brennstoffeinspritzventil umfasst eine Ventilnadel mit einem Ventilschließkörper, der mit einer Ventilsitzfläche zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, und einen an der Ventilnadel angeordneten Anker. An der Ventilnadel sind Anschlagelemente angeordnet, zwischen denen der Anker entsprechend einem Ankerfreiweg bewegt werden kann. Die Führung der Ventilnadel bezüglich einer Längsachse beziehungsweise bezüglich eines Gehäuses erfolgt bei einer Ausgestaltung über das weiter von dem Dichtsitz entfernte Anschlagelemente in einem Führungsbereich an einer Innenbohrung eines Innenpols. Der Anker weist eine Durchgangsbohrung auf. An der Durchgangsbohrung ist der Anker an der Ventilnadel geführt. Ferner weist das Brennstoffeinspritzventil eine Rückstellfeder auf, die die Ventilnadel über das Anschlagelement in ihre Ausgangsstellung verstellt, in der der Dichtsitz geschlossen ist. Bei einer abgewandelten Ausgestaltung ist die Führung der Ventilnadel über den Anker realisiert. Hierbei reicht die Außenseite des Ankers zumindest teilweise bis an die Innenseite des Gehäuses, wobei dann anstelle des Führungsbereichs ein Ringspalt zwischen dem weiter von dem Dichtsitz entfernten Anschlagelement und dem Innenpol realisiert werden kann.From the DE 10 2016 225 776 A1 a fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines is known. The known fuel injection valve comprises a valve needle with a valve closing body which interacts with a valve seat surface to form a sealing seat, and an armature arranged on the valve needle. Stop elements are arranged on the valve needle, between which the armature can be moved according to an armature free path. In one embodiment, the valve needle is guided with respect to a longitudinal axis or with respect to a housing via the stop element further removed from the sealing seat in a guide area on an inner bore of an inner pole. The anchor has a through hole. The armature is guided on the valve needle at the through hole. Furthermore, the fuel injector has a return spring which moves the valve needle via the stop element into its starting position in which the sealing seat is closed. In a modified embodiment, the valve needle is guided via the armature. Here, the outside of the armature extends at least partially up to the inside of the housing, with an annular gap then being able to be implemented between the stop element further away from the sealing seat and the inner pole instead of the guide region.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung und Funktionsweise ermöglicht sind. Insbesondere kann ein Einspritzverhalten verbessert werden.The valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that an improved design and functionality are made possible. In particular, an injection behavior can be improved.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Ventils möglich.The measures listed in the subclaims allow advantageous developments of the valve specified in claim 1.

Das Ventil dient vorzugsweise zum Zumessen eines flüssigen Fluids, insbesondere eines flüssigen Brennstoffs. Als Brennstoff eignet sich insbesondere ein Benzin oder ein Gemisch, das Benzin aufweist. Hierbei wird der Brennstoff vorzugsweise direkt in die Brennkammer einer Brennkraftmaschine eingespritzt. Das flüssige Fluid kann einen Ankerraum, in dem der Anker angeordnet ist, durchströmen und so zu einer Dämpfung des Ankers beitragen. Es ist aber auch eine abgewandelte Ausgestaltung denkbar, bei der sich im Ankerraum beispielsweise ein geeignetes Druckfluid befindet. Somit kann durch die Wahl der jeweiligen Ausgestaltung eine Zumessung von geeigneten Flüssigkeiten und gegebenenfalls auch von Gasen ermöglicht werden.The valve is preferably used to meter a liquid fluid, in particular a liquid fuel. A gasoline or a mixture containing gasoline is particularly suitable as the fuel. Here the fuel is preferably injected directly into the combustion chamber of an internal combustion engine. The liquid fluid can flow through an armature space in which the armature is arranged and thus contribute to damping of the armature. However, a modified configuration is also conceivable in which, for example, a suitable pressure fluid is located in the armature space. Thus, by choosing the respective configuration, it is possible to meter suitable liquids and, if necessary, also gases.

Das Ventil weist einen elektromagnetischen Aktuator mit einem an der Ventilnadel angeordneten Anker auf, wobei der Anker nicht fest mit der Ventilnadel verbunden, sondern zwischen zwei Anschlägen, die an der Ventilnadel vorgesehen sind, fliegend gelagert ist. Hierbei ist ein axiales Spiel zwischen dem Anker und den beiden Anschlägen vorgegeben, das Ankerfreiweg genannt wird. Über eine Ankerfreiwegfeder kann der Anker im Ruhezustand an dem näher an dem Dichtsitz liegenden Anschlag gehalten werden, damit bei der folgenden Ansteuerung des Aktuators und der hierbei erfolgenden Betätigung des Ankers vorzugsweise der komplette Ankerfreiweg als Beschleunigungsstrecke zur Verfügung steht.The valve has an electromagnetic actuator with an armature arranged on the valve needle, the armature not being fixedly connected to the valve needle, but rather being cantilevered between two stops that are provided on the valve needle. Here, there is an axial play between the armature and the two stops, which is called the armature free travel. An armature free travel spring can be used to hold the armature at rest against the stop closer to the sealing seat, so that the complete armature free travel is preferably available as an acceleration path during the subsequent activation of the actuator and the actuation of the armature.

Diese Ausgestaltung mit Ankerfreiweg hat mehrere Vorteile. Durch den entstehenden Impuls des Ankers beim Öffnen kann bei gleicher Magnetkraft die Ventilnadel auch bei höheren Fluiddrücken, insbesonder Brennstoffdrücken, sicher geöffnet werden, was eine mechanische Boosterung darstellt. Ferner können die bewegten Massen entkoppelt werden, so dass die Anschlagkräfte auf zwei Impulse aufgeteilt sind, wodurch sich ein geringerer Sitzverschleiß ergibt. Außerdem kann eine Neigung des Ankers zum Prellen speziell bei hochdynamischen Ventilen durch die Entkopplung der Massen erreicht werden.This design with an anchor free path has several advantages. Due to the impulse generated by the armature when opening, the valve needle can be opened reliably even at higher fluid pressures, especially fuel pressures, with the same magnetic force, which represents a mechanical boost. Furthermore, the moving masses can be decoupled, so that the stop forces are divided between two pulses, which results in less seat wear. In addition, a tendency for the armature to bounce, especially with highly dynamic valves, can be achieved by decoupling the masses.

Der Anker wird bei einer Bestromung einer Magnetspule des Aktuators von einem Innenpol des Aktuators angezogen. Eine Führungsbohrung zur Führung entlang der Längsachse ist vorzugsweise an dem Innenpol ausgebildet. In vorteilhafter Weise kann die Ventilnadel dadurch radial am Innenpol gelagert werden. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt diese Führung über ein mit der Ventilnadel verbundenes Führungselement, das zugleich als Anschlagelement für den Anker dient. Diese Führung der Ventilnadel über das Führungselement an dem Innenpol ermöglicht eine Lagerung der Ventilnadel in dem Gehäuse, die nicht über den Anker erfolgt, wodurch entsprechende Radialkräfte zwischen dem Anker und der Ventilnadel beziehungsweise dem Anker und dem Gehäuse von vornherein vermieden sind. Dies vermeidet einen Verschleiß an der radialen Führung zwischen dem Anker und der Ventilnadel beziehungsweise dem Anker und dem Ventilgehäuse.The armature is attracted by an inner pole of the actuator when a magnetic coil of the actuator is energized. A guide bore for guiding along the longitudinal axis is preferably formed on the inner pole. The valve needle can thereby advantageously be mounted radially on the inner pole. In a preferred embodiment, this guidance takes place via a guide element connected to the valve needle, which also serves as a stop element for the armature. This guidance of the valve needle via the guide element on the inner pole enables the valve needle to be supported in the housing, which does not take place via the armature, whereby corresponding radial forces between the armature and the valve needle or the armature and the housing are avoided from the outset. This avoids wear on the radial guide between the armature and the valve needle or the armature and the valve housing.

Zwischen der Außenseite des Ankers und der Innenwand des Gehäuses ist in vorteilhafter Weise eine Lagerung des Ankers in dem Gehäuse realisiert, die zum einen eine axiale Bewegung des Ankers zwischen den an der Ventilnadel vorgesehenen Anschlägen entlang der Längsachse und zum anderen eine Verkippung des Ankers ermöglicht, die vorzugsweise entsprechend dem Prinzip einer Kugellagerung realisiert ist.Between the outside of the armature and the inner wall of the housing, the armature is advantageously supported in the housing, which on the one hand enables an axial movement of the armature between the stops provided on the valve needle along the longitudinal axis and, on the other hand, enables the armature to be tilted. which is preferably implemented according to the principle of a ball bearing.

Beispielsweise können für die Herstellung des Ventils gewisse Toleranzbereiche für die Ausgestaltung der beteiligten Anschlagflächen für den Anker vorgegeben sein. Dies betrifft insbesondere die Anschlagfläche des Anschlagelements, an dem der Anker am Beginn einer Betätigung ruht beziehungsweise gerade zur Ruhe kommt und die Anschlagfläche an dem Innenpol. Herstellungsbedingt können sich dann Abweichungen von einer idealen senkrechten Ausrichtung dieser Anschlagflächen an der Längsachse ergeben. Speziell können die Anschlagflächen dadurch nicht parallel zueinander orientiert sein. Die entsprechend dem Prinzip einer Kugellagerung realisierte Lagerung des Ankers an der Innenwand des Gehäuses ermöglicht dann im Verlauf eines Einspritzvorgangs mit einer ein- oder mehrmaligen Betätigung der Ventilnadel durch die Orientierung der Anschlagflächen bedingt Verkippungen des Ankers, ohne dass es zu einem erhöhten Verschleiß infolge von beispielsweise Kantenläufern kommt.For example, certain tolerance ranges for the design of the stop surfaces involved can be specified for the armature for the manufacture of the valve. This relates in particular to the stop surface of the stop element on which the armature rests or just comes to rest at the beginning of an actuation, and the stop surface on the inner pole. Depending on the manufacturing process, there can then be deviations from an ideal vertical alignment of these stop surfaces on the longitudinal axis. In particular, the stop surfaces cannot be oriented parallel to one another as a result. The mounting of the armature on the inner wall of the housing, implemented according to the principle of a ball bearing, then enables tilting of the armature due to the orientation of the stop surfaces in the course of an injection process with a single or multiple actuation of the valve needle without increasing wear due to, for example Edge runners comes.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 2 und Anspruch 3 ist es besonders vorteilhaft, wenn der erste axiale Abschnitt des Ankers als mittlerer axialer Abschnitt realisiert ist, der sowohl von der ersten als auch von der zweiten Stirnseite des Ankers beabstandet ist. Zwischen diesem ersten beziehungsweise mittleren axialen Abschnitt und den beiden Stirnseiten können dann jeweils geeignete Ausgestaltungen der Außenseite des Ankers realisiert werden. Hierbei kann insbesondere berücksichtigt werden, dass der Spalt zwischen der Außenseite des Ankers und der Innenwand des Gehäuses möglichst klein bleibt oder ist, um eine hohe magnetische Flussdichte bei der Anregung der Magnetspule zu erzielen.In the further development according to claim 2 and claim 3, it is particularly advantageous if the first axial section of the armature is implemented as a central axial section which is spaced apart from both the first and the second end face of the armature. Suitable configurations of the outside of the armature can then be implemented in each case between this first or central axial section and the two end faces. In particular, it can be taken into account that the gap between the outside of the armature and the inside wall of the housing remains or is as small as possible in order to achieve a high magnetic flux density when the magnet coil is excited.

Die Weiterbildung nach Anspruch 4 hat hierbei den Vorteil, dass dennoch ein Verkippen des Ankers über einen optimal großen Bereich beziehungsweise Kippwinkel möglich ist. Speziell eignet sich hierbei eine Ausgestaltung nach Anspruch 5. Bei einer Weiterbildung nach Anspruch 6 ist es außerdem vorteilhaft, wenn ein gleichmäßiger Übergang von jedem der weiteren axialen Abschnitte auf den ersten beziehungsweise mittleren axialen Abschnitt des Ankers erfolgt. Hierdurch kann die Außenseite des Ankers so ausgestaltet werden, dass entlang der Längsachse betrachtet ein tangentialer Übergang von dem Kegel auf den Kugelradius beziehungsweise von dem Kugelradius auf den Kegel realisiert ist. Im Bereich seiner Außenseite ist der Anker dann entsprechend einer Konvexform ausgestaltet. In einem Axialschnitt entlang der Längsachse betrachtet weist die Außenseite in dem ersten Abschnitt dann eine radienförmige Ausgestaltung auf, an die sich beidseitig vorzugsweise Kegelformen anschließen. Somit ergeben sich wesentliche Vorteile, wenn eine Weiterbildung nach Anspruch 5 und/oder Anspruch 6 realisiert ist.The development according to claim 4 has the advantage that the armature can nevertheless be tilted over an optimally large area or tilt angle. An embodiment according to claim 5 is particularly suitable here. In a further development according to claim 6, it is also advantageous if there is a uniform transition from each of the further axial sections to the first or central axial section of the armature. As a result, the outside of the armature can be designed such that, viewed along the longitudinal axis, a tangential transition from the cone to the spherical radius or from the spherical radius to the cone is implemented. In the area of its outside, the armature is then designed according to a convex shape. When viewed in an axial section along the longitudinal axis, the outer side in the first section then has a radius-shaped configuration, which is preferably followed by conical shapes on both sides. Thus, there are significant advantages if a development according to claim 5 and / or claim 6 is implemented.

Die Weiterbildung nach Anspruch 7 hat den Vorteil, dass stets eine Kugellagerung in dem mittleren Abschnitt realisiert ist, auch wenn ein Kippen des Ankers erfolgt. Der zumindest eine weitere axiale Abschnitt dient dann nicht zur Führung des Ankers an der Innenwand des Gehäuses, sondern über den im Profil keilförmigen Spalt zur Ermöglichung des Verkippens. Der zumindest eine weitere axiale Abschnitt kann dann so ausgestaltet werden, dass sich dennoch ein optimal kleiner Spalt zwischen der Außenseite des Ankers und der Innenwand des Gehäuses ergibt. Entsprechende Vorteile ergeben sich bei der vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 8.The further development according to claim 7 has the advantage that a ball bearing is always implemented in the middle section, even if the armature tilts. The at least one further axial section then does not serve to guide the armature on the inner wall of the housing, but rather via the gap, which is wedge-shaped in profile, to enable tilting. The at least one further axial section can then be designed in such a way that an optimally small gap still results between the outside of the armature and the inside wall of the housing. Corresponding advantages result from the advantageous further development according to claim 8.

Die Weiterbildung nach Anspruch 9 hat den Vorteil, dass die magnetische Flussdichte bei der Anregung der Spule optimiert werden kann. Dadurch ergibt sich eine weitere Verbesserung bezüglich des Schaltverhaltens des Ventils. Das Schaltverhalten des Ventils wird auch durch eine Weiterbildung nach Anspruch 10 verbessert, wobei auch eine Reduzierung des Verschleißes über die Lebensdauer und somit eine Vergleichmäßigung des Schaltverhaltens ermöglicht ist.The further development according to claim 9 has the advantage that the magnetic flux density can be optimized when the coil is excited. This results in a further improvement in terms of the switching behavior of the valve. The switching behavior of the valve is also improved by a further development according to claim 10, with a reduction in wear and tear over the service life and thus an equalization of the switching behavior being possible.

In vorteilhafter Weise kann der Anker in einem Ankerraum angeordnet sein, der mit einem flüssigen Fluid gefüllt ist, um eine Dämpfung der Bewegung des Ankers zu ermöglichen. Bei dem flüssigen Fluid kann es sich insbesondere um das Fluid handeln, das von dem Ventil zugemessen wird. Das zuzumessende Fluid kann beispielsweise über die Führungsbohrung des Innenpols in den Ankerraum geführt werden. Der Anker kann dann beispielsweise Durchgangsbohrungen aufweisen, durch die das Fluid dann weiter zu dem Dichtsitz geführt werden kann.The armature can advantageously be arranged in an armature space which is filled with a liquid fluid in order to enable the movement of the armature to be damped. The liquid fluid can in particular be the fluid that is metered by the valve. The fluid to be metered can for example be guided into the armature space via the guide bore of the inner pole. The armature can then, for example, have through bores through which the fluid can then be guided on to the sealing seat.

FigurenlisteFigure list

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein Ventil in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 einen Anker des in 1 dargestellten Ventils in einer schematischen Schnittdarstellung;
  • 3 eine auszugsweise, schematische Darstellung des in 1 dargestellten Ventils, in der der Anker an einem Anschlagelement ruht beziehungsweise anschlägt beziehungsweise zur Ruhe kommt, zur Erläuterung der Funktionsweise einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung und
  • 4 eine auszugsweise, schematische Darstellung des in 1 dargestellten Ventils, in der der Anker an einem Innenpol anschlägt, zur Erläuterung der Funktionsweise einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung.
Preferred exemplary embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings, in which corresponding elements are provided with matching reference symbols. Show it:
  • 1 a valve in a partial, schematic sectional view according to an embodiment of the invention;
  • 2 an anchor of the in 1 valve shown in a schematic sectional view;
  • 3 a schematic representation of the in 1 shown valve, in which the armature rests or strikes against a stop element or comes to rest, to explain the functioning of a possible embodiment of the invention and
  • 4th a schematic representation of the in 1 valve shown, in which the armature strikes an inner pole, to explain the functioning of a possible embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt ein Ventil 1 zum Zumessen eines Fluids in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel. Das Ventil 1 kann insbesondere als Brennstoffeinspritzventil 1 ausgebildet sein. Ein bevorzugter Anwendungsfall ist eine Brennstoffeinspritzanlage, bei der solche Brennstoffeinspritzventile 1 als Hochdruckeinspritzventile 1 ausgebildet sind und zur direkten Einspritzung von Brennstoff in zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine dienen. Besonders eignet sich die Ausgestaltung des Ventils 1 für flüssige Fluide, insbesondere flüssige Brennstoffe, wie Benzin oder Diesel, oder für flüssige Gemische mit zumindest einem Brennstoff. 1 shows a valve 1 for metering a fluid in a partial, schematic sectional illustration according to an embodiment. The valve 1 can in particular as a fuel injector 1 be trained. A preferred application is a fuel injection system in which such fuel injection valves 1 as high pressure injection valves 1 are designed and serve for the direct injection of fuel into assigned combustion chambers of the internal combustion engine. The design of the valve is particularly suitable 1 for liquid fluids, in particular liquid fuels such as gasoline or diesel, or for liquid mixtures with at least one fuel.

Das Ventil 1 weist einen elektromagnetischen Aktuator 2 auf, der eine Magnetspule 3, einen Anker 4 und einen Innenpol 5 umfasst. Beim Bestromen der Magnetspule 3 wird ein Magnetkreis über ein Gehäuse (Ventilgehäuses) 6, den Anker 4 und den Innenpol 5 geschlossen, wodurch eine Betätigung des Ankers 4 in einer Öffnungsrichtung 7 entlang einer Längsachse 8 des Gehäuses 6 erfolgt. Das Gehäuse 6 umfasst ein Gehäuseteil 9 einen mit dem Gehäuseteil 9 verbundenen Ventilsitzkörper 11 und einen Zulaufstutzen 12.The valve 1 has an electromagnetic actuator 2 on, of a solenoid 3 , an anchor 4th and an inner pole 5 includes. When energizing the solenoid 3 a magnetic circuit via a housing (valve housing) 6th , the anchor 4th and the inner pole 5 closed, causing actuation of the armature 4th in an opening direction 7th along a longitudinal axis 8th of the housing 6th he follows. The case 6th comprises a housing part 9 one with the housing part 9 connected valve seat body 11 and an inlet nozzle 12 .

Der Anker 4 ist an einer Ventilnadel 15 angeordnet, wobei eine fliegende Lagerung des Ankers 4 an der Ventilnadel 15 realisiert ist. Hierfür sind durch Anschlagflächen 16, 17 realisierte Anschläge vorgesehen, die ortsfest an der Ventilnadel 15 angeordnet sind. Die Anschlagflächen 16, 17 sind an Anschlagelementen 18, 19 vorgesehen sein, die jeweils mit der Ventilnadel 15 verbundenen sind, beispielsweise durch eine Schweißnaht oder durch Aufpressen auf die Ventilnadel 15. Die Anschlägen 16, 17 sind so an der Ventilnadel 15 angeordnet, dass für den Anker 4 ein Ankerfreiweg 20 (3) entlang der Längsachse 8 zwischen den Anschlägen 16, 17 vorgegeben ist.The anchor 4th is on a valve needle 15th arranged, with a floating mounting of the anchor 4th on the valve needle 15th is realized. For this purpose are through stop surfaces 16 , 17th realized stops provided that are stationary on the valve needle 15th are arranged. The stop surfaces 16 , 17th are on stop elements 18th , 19th be provided, each with the valve needle 15th are connected, for example by a weld seam or by pressing onto the valve needle 15th . The attacks 16 , 17th are like this on the valve needle 15th arranged that for the anchor 4th an anchor free path 20th ( 3 ) along the longitudinal axis 8th between attacks 16 , 17th is given.

Im Ausgangszustand liegt der Anker 4 an dem Anschlag 17 an. Bei einer Betätigung des Ankers 4 durchläuft der Anker 4 zunächst den Ankerfreiweg 20, bis der Anker 4 an dem Anschlag 16 anschlägt. Anschließend nimmt der Anker 4 die Ventilnadel 15 in der Öffnungsrichtung 7 mit. Hierdurch steht ein größerer Öffnungsimpuls zur Verfügung, um das Ventil 1 zu öffnen. Beim Öffnen des Ventils 1 hebt sich ein mit der Ventilnadel 15 verbundener Ventilschließkörper 21 von einer an dem Ventilsitzkörper 11 ausgebildeten Ventilsitzfläche ab, so dass ein zwischen dem Ventilschließkörper 21 und der Ventilsitzfläche gebildeter Dichtsitz geöffnet wird. Dann kann ein Fluid, insbesondere ein Brennstoff, aus einem Innenraum 24 des Ventilgehäuses 6 durch in dem Ventilsitzkörper 11 ausgebildete Düsenlöcher in einen Raum, insbesondere einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, eingespritzt werden.The anchor is in the initial state 4th at the stop 17th on. When the armature is actuated 4th the anchor passes through 4th first the anchor free path 20th until the anchor 4th at the stop 16 strikes. Then the anchor takes 4th the valve needle 15th in the opening direction 7th With. This means that a larger opening impulse is available to the valve 1 to open. When opening the valve 1 lifts itself in with the valve needle 15th connected valve closing body 21st one on the valve seat body 11 formed valve seat surface from, so that a between the valve closing body 21st and the sealing seat formed on the valve seat surface is opened. A fluid, in particular a fuel, can then be extracted from an interior 24 of the valve body 6th through in the valve seat body 11 trained nozzle holes are injected into a space, in particular a combustion chamber of an internal combustion engine.

Beim Öffnen des Ventils 1 schlägt der Anker 4 dann an einer Anschlagfläche 28 an, die an dem Innenpol 5 ausgestaltet ist. Die Anschlagfläche 28 begrenzt die Bewegung des Ankers 4 relativ zu dem Ventilgehäuse 6. Die Ventilnadel 15 kann sich hierbei noch weiter in der Öffnungsrichtung bewegen und dann zurückschwingen, bis sie wieder mit ihrem Anschlagelement 18 an dem Anker 4 ankommt. Zum Schließen des Ventils 1 wird die Magnetspule 3 stromlos geschaltet, so dass die Ventilnadel 15 von einer Rückstellfeder 30 wieder in die in der 1 dargestellte Ausgangsstellung verstellt wird. Die Rückstellfeder 30 kann auch als Schließfeder 30 oder als Druckfeder 30 bezeichnet werden. Ferner kann die Rückstellfeder 30 so ausgebildet und montiert sein, dass diese in der Ausgangsstellung der Ventilnadel 15 unter einer vorgegebenen Vorspannung steht, wodurch der geschlossene Dichtsitz in der Ausgangsstellung bei stromloser Magnetspule 3 mit einer entsprechenden Schließkraft beaufschlagt wird. Im geschlossenen Zustand wird die in der 1 dargestellte Ausgangsstellung des Ankers 4, bei der der Anker 4 an der Anschlagfläche des Anschlags 17 anliegt, über eine Ankerfreiwegfeder 31 gewährleistet.When opening the valve 1 strikes the anchor 4th then on a stop surface 28 at that at the inner pole 5 is designed. The stop surface 28 limits the movement of the armature 4th relative to the valve housing 6th . The valve needle 15th can move further in the opening direction and then swing back until it is back with its stop element 18th at the anchor 4th arrives. To close the valve 1 becomes the solenoid 3 switched off so that the valve needle 15th by a return spring 30th again in the in the 1 shown starting position is adjusted. The return spring 30th can also be used as a closing spring 30th or as a compression spring 30th are designated. Furthermore, the return spring 30th be designed and mounted so that it is in the starting position of the valve needle 15th is under a predetermined preload, which means that the closed sealing seat is in the initial position when the magnet coil is de-energized 3 is applied with a corresponding closing force. When closed, the 1 shown starting position of the anchor 4th where the anchor 4th on the stop surface of the stop 17th is applied, via an armature free travel spring 31 guaranteed.

Somit ist die Ventilnadel 15 von dem Aktuator 2 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 30 betätigbar, um das Ventil 1 zu öffnen. Beim Öffnen und anschließenden Schließen des Ventils 1 erfolgt eine Führung der Ventilnadel 15. Die Führung der Ventilnadel 15 erfolgt einerseits mittels des hier auch als Führungselement dienenden Anschlagelements 18 in einer Führungsbohrung 33 des Innenpols 5 und andererseits im Bereich des Ventilsitzkörpers 11.Thus is the valve needle 15th from the actuator 2 against the force of the return spring 30th operable to the valve 1 to open. When opening and then closing the valve 1 the valve needle is guided 15th . The guidance of the valve needle 15th takes place on the one hand by means of the stop element, which here also serves as a guide element 18th in a guide hole 33 of the inner pole 5 and on the other hand in the area of the valve seat body 11 .

2 zeigt den Anker 4 des in 1 dargestellten Ventils 1 in einer schematischen Schnittdarstellung. Der Anker 4 weist einen ersten Abschnitt 34 auf, bei dem es sich in diesem Ausführungsbeispiel um einen mittleren Abschnitt 34 handelt. Zwischen dem ersten Abschnitt 34 und einer ersten Stirnseite 35 des Ankers 4 ist ein weiterer (zweiter) Abschnitt 36 vorgesehen. Ferner ist zwischen dem mittleren Abschnitt 34 und einer zweiten Stirnseite 37 des Ankers 4 ein weiterer (dritter) Abschnitt 38 vorgesehen. Die Mitte des mittleren Abschnitts 34 ist entlang der Längsachse 8 betrachtet mit einem gewissen Abstand 39 zu der zweiten Stirnseite 37 angeordnet. Der Abstand 39 ist hierbei so gewählt, dass der mittlere Abschnitt 34 des Ankers 4 möglichst mittig zu einem magnetischen Bereich 40 ( 1) des Gehäuses (Ventilgehäuses) 6 liegt, an dem der magnetische Fluss im Übergang zwischen dem Anker 4 und dem Gehäuse 6 verläuft. Die Anordnung des mittleren Abschnitts 34 über den Abstand 39 relativ zu dem magnetischen Bereich 40 des Gehäuses 6 betrifft also insbesondere einen magnetischen Wandbereich 41 an einer Innenwand 42 des Gehäuses 6, an der der Anker 4 mit seiner Außenseite 43 im mittleren Abschnitt 34 geführt ist. 2 shows the anchor 4th of the in 1 illustrated valve 1 in a schematic sectional view. The anchor 4th has a first section 34 on, which in this embodiment is a middle section 34 acts. Between the first section 34 and a first face 35 of the anchor 4th is a further (second) section 36 intended. Further is between the middle section 34 and a second face 37 of the anchor 4th another (third) section 38 intended. The middle of the middle section 34 is along the longitudinal axis 8th viewed from a distance 39 to the second face 37 arranged. The distance 39 is chosen so that the middle section 34 of the anchor 4th as centrally as possible to a magnetic area 40 ( 1 ) of the housing (valve housing) 6th is where the magnetic flux in the transition between the armature 4th and the case 6th runs. The arrangement of the middle section 34 about the distance 39 relative to the magnetic area 40 of the housing 6th thus relates in particular to a magnetic wall area 41 on an inside wall 42 of the housing 6th at which the anchor 4th with its outside 43 in the middle section 34 is led.

Die Außenseite 43 ist in drei ringförmige Teilflächen 44, 45, 46 entsprechend den Abschnitten 34, 36, 38 aufgeteilt. Die Teilfläche 44 liegt in einer Kugelfläche 47. Die Teilfläche 45 im Weiteren Abschnitt 36 ist als konische Teilfläche 45 ausgebildet, die sich in der Öffnungsrichtung 7 verjüngt. Die Teilfläche 46 im Weiteren Abschnitt 38 ist als konische Teilfläche 46 ausgebildet, die sich entgegen der Öffnungsrichtung 7 verjüngt. Im Profil ergeben sich Keilwinkel 48, 49 für die konischen Teilflächen 45, 46 relativ zu der Längsachse 8 beziehungsweise zu der Innenwand 42 des Gehäuses 6, wenn der Anker 4 an der Längsachse 8 ausgerichtet ist. Die Keilwinkel 48, 49 sind möglichst klein vorgegeben, so dass der Spalt zwischen der Außenseite 43 des Ankers 4 und der Innenwand 42 des Gehäuses 6 optimal klein ist. Hierbei sind die Keilwinkel 48, 49 allerdings so groß vorgegeben, dass gewünschte Verkippungen des Ankers 4 relativ zu der Längsachse 8 möglich sind. Beispielsweise kann für die Keilwinkel 48, 49 jeweils ein Wert (und gegebenenfalls auch der gleiche Wert) vorgegeben werden, der jeweils nicht größer als 2° ist.The outside 43 is in three annular faces 44 , 45 , 46 according to the sections 34 , 36 , 38 divided up. The face 44 lies in a spherical surface 47 . The face 45 in the further section 36 is as a conical face 45 formed extending in the opening direction 7th rejuvenates. The face 46 in the further section 38 is as a conical face 46 formed, which is opposite to the opening direction 7th rejuvenates. Wedge angles result in the profile 48 , 49 for the conical faces 45 , 46 relative to the longitudinal axis 8th or to the inner wall 42 of the housing 6th when the anchor 4th on the longitudinal axis 8th is aligned. The wedge angles 48 , 49 are given as small as possible, so that the gap between the outside 43 of the anchor 4th and the inner wall 42 of the housing 6th is optimally small. Here are the wedge angles 48 , 49 however, given so large that the desired tilting of the armature 4th relative to the longitudinal axis 8th possible are. For example, for the wedge angle 48 , 49 a value (and possibly also the same value) can be specified which is not greater than 2 ° in each case.

3 zeigt eine auszugsweise, schematische Darstellung des in 1 dargestellten Ventils 1, in der der Anker 4 an dem Anschlagelement 19 ruht beziehungsweise anschlägt beziehungsweise zur Ruhe kommt, zur Erläuterung der Funktionsweise einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung. Hierbei sind die Ventilnadel 15 und die Längsachse 8 in einer idealen Ausrichtung bezüglich der Innenwand 42 des Ventilgehäuses 6 dargestellt. Zur Verdeutlichung ist das Anschlagelement 19 nicht ideal ausgerichtet dargestellt. Die hier als schematisch (nicht maßstabsgetreu) zu verstehende Schrägstellung des Anschlagelements 19 bedingt in der Ruheposition eine Verkippung des Ankers 4 gegenüber der Längsachse 8, wenn die Stirnseite 37 des Ankers 4 plan an der Anschlagfläche 17 des Anschlagelements 19 anliegt. Die Teilfläche 44 des mittleren Abschnitts 34 ist entlang der Längsachse 8 so groß gewählt, dass auch bei dieser Verkippung des Ankers die Führung bezüglich der Innenwand 42 an der Teilfläche 44 erfolgt, die in der Kugelfläche 47 liegt. Diese Kugellagerung ermöglicht dann ein vorteilhaftes Zurückdrehen beziehungsweise Zurückkippen des Ankers 4 bei einer Betätigung infolge einer hydraulischen Zentrierung über ein flüssiges Fluid, das sich in einem Ankerraum 50 befindet, in dem der Anker 4 angeordnet ist. 3 shows an excerpt, schematic representation of the in 1 illustrated valve 1 in which the anchor 4th on the stop element 19th rests or strikes or comes to rest to explain the mode of operation of a possible embodiment of the invention. Here are the valve needle 15th and the longitudinal axis 8th in an ideal alignment with respect to the inner wall 42 of the valve body 6th shown. The stop element is for clarity 19th not shown ideally aligned. The oblique position of the stop element, which is to be understood here as being schematic (not true to scale) 19th causes the armature to tilt in the rest position 4th opposite the longitudinal axis 8th when the end face 37 of the anchor 4th flat on the stop surface 17th of the stop element 19th is applied. The face 44 of the middle section 34 is along the longitudinal axis 8th chosen so large that even with this tilting of the armature the guide with respect to the inner wall 42 at the face 44 takes place in the spherical surface 47 lies. This ball bearing then enables an advantageous turning back or tilting back of the armature 4th when actuated as a result of hydraulic centering via a liquid fluid that is in an armature space 50 located in which the anchor 4th is arranged.

Bei einer Betätigung des Ankers 4 wird der Ankerfreiweg 20 durchlaufen und dann die Ventilnadel 15 mit dem Anschlagelement 18 mitgenommen. Dann erfolgt das Anschlagen an dem hier ebenfalls schematisch (und nicht maßstabsgetreu) verkippt dargestellten Innenpol 5.When the armature is actuated 4th becomes the anchor free path 20th go through and then the valve needle 15th with the stop element 18th taken away. Then it hits the inner pole, which is also shown tilted here schematically (and not true to scale) 5 .

4 zeigt eine auszugsweise, schematische Darstellung des in 1 dargestellten Ventils 1, in der der Anker 4 an dem Innenpol 5 anschlägt zur Erläuterung der Funktionsweise einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung. Hierbei kommt es wiederum zu einer Verkippung des Ankers 4, wenn der Anker 4 mit seiner ersten Stirnseite 35 plan an der Anschlagfläche 28 des Innenpols 5 anliegt. Zur Verdeutlichung ist die Verkippung hier gerade entgegengesetzt zu der in 3 dargestellten Situation. Die Keilwinkel 48, 49 sind hierbei so groß gewählt, dass auch bei einer maximal toleranzbedingten Schrägstellung (Verkippung) ein Verklemmen des Ankers 4 beziehungsweise eine Berührung der Innenwand 42 durch eine der konischen Teilflächen 45, 46 vermieden ist. Ein Durchmesser 51 der Kugelfläche 47 kann hierbei zumindest näherungsweise gleich einem Führungsdurchmesser 52 der Innenwand 42 des Gehäuses 6 vorgegeben sein. 4th shows an excerpt, schematic representation of the in 1 illustrated valve 1 in which the anchor 4th at the inner pole 5 strikes to explain the functioning of a possible embodiment of the invention. This in turn leads to a tilting of the armature 4th when the anchor 4th with its first face 35 flat on the stop surface 28 of the inner pole 5 is applied. For the sake of clarity, the tilt here is exactly opposite to that in 3 presented situation. The wedge angles 48 , 49 are chosen so large that even with a maximum tolerance-related inclination (tilting) the armature jams 4th or a touch of the inner wall 42 through one of the conical faces 45 , 46 is avoided. One diameter 51 the spherical surface 47 can be at least approximately equal to a guide diameter 52 the inner wall 42 of the housing 6th be given.

Zwischen dem Anker 4 und der Ventilnadel 15 ist ein radiales Ausgleichsspiel 53 vorgegeben, das beispielsweise durch einen Ringspalt 54 realisiert sein kann, wenn der Anker 4 an der Längsachse 8 ausgerichtet ist, wie es in 1 dargestellt ist. Das radiale Ausgleichsspiel 53 beziehungsweise der Ringspalt 54 ist hierbei vorzugsweise so realisiert, dass die Führung des Ankers 4 auch bei Verkippungen innerhalb des vorgesehenen Bereichs an der Außenseite 43 erfolgt.Between the anchor 4th and the valve needle 15th is a radial compensation clearance 53 specified, for example by an annular gap 54 can be realized when the anchor 4th on the longitudinal axis 8th is aligned as it is in 1 is shown. The radial compensation clearance 53 or the annular gap 54 is here preferably implemented so that the guide of the armature 4th also when tilting within the intended area on the outside 43 he follows.

Somit kann gewährleistet werden, dass die Führung des Ankers 4 im Betrieb stets an seiner Außenseite 43 erfolgt. Speziell kann gewährleistet werden, dass die Führung des Ankers 4 im Betrieb im Bereich vorgegebener Verkippungen stets an der Teilfläche 44 seiner Außenseite 43 erfolgt, die in der Kugelfläche 47 liegt. Hierdurch ist im Betrieb stets eine vorteilhafte Kugellagerung gewährleistet, die ein vorteilhaftes Kippen des Ankers 4 und gegebenenfalls seine hydraulische Zentrierung ermöglicht.This ensures that the anchor is guided 4th always on the outside during operation 43 he follows. In particular, it can be ensured that the guidance of the anchor 4th Always on the partial surface during operation in the area of specified tilts 44 its outside 43 takes place in the spherical surface 47 lies. As a result, an advantageous ball bearing is always guaranteed during operation, the one advantageous tilting of the anchor 4th and, if necessary, enables its hydraulic centering.

Somit können insbesondere Kantenläufer vermieden werden, was einen Verschleiß zwischen dem Anker 4 und dem Gehäuse 6 verringert und erhöhte Schaltkräfte ermöglicht. Hierbei kann insbesondere durch eine mögliche hydraulische Zentrierung des Ankers 4 bezüglich der Längsachse 8, die sich auch in einer radialen Zentrierung auswirkt, eine hohe Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit sowie ein vergleichmäßigtes Schaltverhalten ermöglicht werden.In this way, edge runners in particular can be avoided, which leads to wear between the armature 4th and the case 6th reduced and increased switching forces possible. In particular, a possible hydraulic centering of the armature 4th with respect to the longitudinal axis 8th , which also has an effect in radial centering, a high opening and closing speed as well as a uniform switching behavior are made possible.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.The invention is not restricted to the embodiments described.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016225776 A1 [0002]DE 102016225776 A1 [0002]

Claims (10)

Ventil (1) zum Zumessen eines Fluids, insbesondere Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, mit einem Gehäuse (6), einem Aktuator (2) und einer Ventilnadel (15), die von einem Anker (4) des Aktuators (2) entlang einer Längsachse (8) entgegen einer Rückstellfeder (30) betätigbar ist, wobei der Anker (4) mit einer Außenseite (43) des Ankers (4) zumindest teilweise an einer Innenwand (42) des Gehäuses (6) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Teilfläche (44) der Außenseite (43) des Ankers (4) zumindest näherungsweise in einer Kugelfläche (47) liegt, wobei zumindest bei einer axialen Ausrichtung des Ankers (4) an der Längsachse (8) eine Führung des Ankers (4) an der Teilfläche (44) erfolgt, die zumindest näherungsweise in der Kugelfläche (47) liegt.Valve (1) for metering a fluid, in particular a fuel injection valve for internal combustion engines, with a housing (6), an actuator (2) and a valve needle (15) which is guided by an armature (4) of the actuator (2) along a longitudinal axis (8 ) can be actuated against a return spring (30), the armature (4) being at least partially guided with an outer side (43) of the armature (4) on an inner wall (42) of the housing (6), characterized in that at least one partial surface (44) of the outside (43) of the armature (4) lies at least approximately in a spherical surface (47), at least with an axial alignment of the armature (4) on the longitudinal axis (8) a guide of the armature (4) on the partial surface (44) takes place, which is at least approximately in the spherical surface (47). Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilfläche (44) der Außenseite (43) des Ankers (4), die zumindest näherungsweise in der Kugelfläche (47) liegt, entlang der Längsachse (8) betrachtet in einem ersten axialen Abschnitt (34) des Ankers (4) angeordnet ist, der sich zwischen einer ersten Stirnseite (35) des Ankers (4) und einer zweiten Stirnseite (37) des Ankers (4) befindet.Valve after Claim 1 , characterized in that the partial surface (44) of the outside (43) of the armature (4), which is at least approximately in the spherical surface (47), viewed along the longitudinal axis (8) in a first axial section (34) of the armature ( 4) is arranged, which is located between a first end face (35) of the armature (4) and a second end face (37) of the armature (4). Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste axiale Abschnitt (34) des Ankers (4) von der ersten Stirnseite (35) beabstandet ist und/oder dass der erste axiale Abschnitt (34) des Ankers (4) von der zweiten Stirnseite (37) beabstandet ist.Valve after Claim 2 , characterized in that the first axial section (34) of the armature (4) is spaced from the first end face (35) and / or that the first axial section (34) of the armature (4) is spaced apart from the second end face (37) is. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten axialen Abschnitt (34) und der ersten Stirnseite (35) des Ankers (4) ein weiterer axialer Abschnitt (36) vorgesehen ist, in dem sich der Anker (4) an seiner Außenseite (43) in Richtung der ersten Stirnseite (35) verjüngt, und/oder dass zwischen dem ersten axialen Abschnitt (34) und der zweiten Stirnseite (37) des Ankers (4) ein weiterer axialer Abschnitt (38) vorgesehen ist, in dem sich der Anker (4) an seiner Außenseite (43) in Richtung der zweiten Stirnseite (37) verjüngt.Valve after Claim 2 or 3 , characterized in that a further axial section (36) is provided between the first axial section (34) and the first end face (35) of the armature (4), in which the armature (4) is located on its outside (43) in The direction of the first end face (35) tapers, and / or that a further axial section (38) is provided between the first axial section (34) and the second end face (37) of the armature (4), in which the armature (4 ) tapers on its outside (43) in the direction of the second end face (37). Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite (43) des Ankers (4) in zumindest einem der weiteren axialen Abschnitte (36, 38) konisch ausgestaltet ist.Valve after Claim 4 , characterized in that the outside (43) of the armature (4) is conical in at least one of the further axial sections (36, 38). Ventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest einer der weiteren axialen Abschnitte (36, 38) von dem ersten axialen Abschnitt (34) bis zu der ersten Stirnseite (35) beziehungsweise von dem ersten axialen Abschnitt (34) bis zu der zweiten Stirnseite (37) erstreckt.Valve after Claim 4 or 5 , characterized in that at least one of the further axial sections (36, 38) extends from the first axial section (34) to the first end face (35) or from the first axial section (34) to the second end face (37) extends. Ventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein innerhalb des Gehäuses (6) ortsfest angeordneter Innenpol (5) vorgesehen ist, an dem der Anker (4) bei einer Betätigung mit seiner ersten Stirnseite (35) anschlägt, und dass der weitere axiale Abschnitt (36, 38) beziehungsweise die weiteren axialen Abschnitte (36, 38) so ausgestaltet sind, dass zum Ausgleich von gewissen fertigungstechnischen Toleranzen ein Verkippen des Ankers (4) und dadurch ein planes Anschlagen an einer Anschlagfläche (28) des Innenpols (5) ermöglicht ist.Valve after one of the Claims 4 to 6th , characterized in that an inner pole (5) arranged in a stationary manner within the housing (6) is provided, on which the armature (4) strikes with its first end face (35) when actuated, and that the further axial section (36, 38 ) or the further axial sections (36, 38) are designed so that to compensate for certain manufacturing tolerances, the armature (4) can be tilted and thereby a flat strike against a stop surface (28) of the inner pole (5) is possible. Ventil nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorzugsweise ortsfest an der Ventilnadel (15) angeordnetes Anschlagelement (19) vorgesehen ist, an dem der Anker (4) bei einer Betätigung mit seiner zweiten Stirnseite (37) anschlägt, und dass der weitere axiale Abschnitt (36, 38) beziehungsweise die weiteren axialen Abschnitte (36, 38) so ausgestaltet sind, dass zum Ausgleich von gewissen fertigungstechnischen Toleranzen ein Verkippen des Ankers (4) und dadurch ein planes Anschlagen an einer Anschlagfläche (17) des Anschlagelements (19) ermöglicht ist.Valve after one of the Claims 4 to 7th , characterized in that a stop element (19) is provided which is preferably stationary on the valve needle (15) and on which the armature (4) strikes with its second end face (37) when actuated, and in that the further axial section (36, 38) or the further axial sections (36, 38) are designed in such a way that to compensate for certain manufacturing tolerances, the armature (4) can be tilted and thereby a flat strike against a stop surface (17) of the stop element (19) is possible. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (6) ein magnetisches Gehäuseteil (9) aufweist, dass sich die Innenwand (42) des Gehäuses (6) entlang der Längsachse (8) betrachtet über einen magnetischen Wandbereich (41) des magnetischen Gehäuseteils (9) erstreckt und dass der erste axiale Abschnitt (34) des Ankers (4) so zwischen der ersten Stirnseite (35) und der zweiten Stirnseite (37) angeordnet ist, dass der erste axiale Abschnitt (34) entlang der Längsachse (8) betrachtet zumindest näherungsweise mittig bezüglich des magnetischen Wandbereichs (41) positioniert ist.Valve after one of the Claims 2 to 8th , characterized in that the housing (6) has a magnetic housing part (9) that the inner wall (42) of the housing (6) viewed along the longitudinal axis (8) extends over a magnetic wall area (41) of the magnetic housing part (9) extends and that the first axial section (34) of the armature (4) is arranged between the first end face (35) and the second end face (37) that the first axial section (34) viewed along the longitudinal axis (8) at least approximately is positioned centrally with respect to the magnetic wall region (41). Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anker (4) und der Ventilnadel (15) ein radiales Ausgleichsspiel (53) vorgegeben ist, wenn der Anker (4) an der Längsachse (8) ausgerichtet ist und/oder dass stets eine Führung des Ankers (4) an der Teilfläche (44) erfolgt, die zumindest näherungsweise in der Kugelfläche (47) liegt.Valve after one of the Claims 1 to 9 , characterized in that a radial compensation clearance (53) is given between the armature (4) and the valve needle (15) when the armature (4) is aligned on the longitudinal axis (8) and / or that a guide for the armature ( 4) takes place on the partial surface (44) which is at least approximately in the spherical surface (47).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5625946A (en) * 1995-05-19 1997-05-06 Siemens Automotive Corporation Armature guide for an electromechanical fuel injector and method of assembly
DE10332812B4 (en) * 2003-07-18 2014-05-15 Robert Bosch Gmbh Fuel injector
DE102010064264A1 (en) * 2010-12-28 2012-06-28 Robert Bosch Gmbh Electromagnetically actuated valve, particularly injection valve for injection system of internal combustion engine, has spring element arranged in area of valve closing body
DE102015214171A1 (en) * 2015-07-27 2017-02-02 Robert Bosch Gmbh Valve for metering a fluid
DE102015217516A1 (en) * 2015-09-14 2017-03-16 Robert Bosch Gmbh Valve for metering a fluid
CN206221123U (en) * 2016-11-23 2017-06-06 中国重汽集团重庆燃油喷射***有限公司 For the guide frame that fuel injector armature shaft is oriented to
DE102016225776A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-21 Robert Bosch Gmbh Valve for metering a fluid
DE102016225939A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 Robert Bosch Gmbh Electromagnetically actuated valve and method for producing a valve needle for an electromagnetically operable valve

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